Chain Reaction 2014-2015
Όνομα ομάδας: Μικροί ερευνητές Μέλη: Σχολείο: Λύκειο Αλικιανού Τζατζιμάκης Μιχάλης Σπερελάκη Αντωνία Τζεϊρανίδη Αναστασία Μπούση Ιονίντα Ποπέσκου Αναστασία
Θέμα: Πράσινη Θέρμανση Ερώτημα: Ποια είναι η ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας και πώς επηρεάζεται η απορρόφηση της ακτινοβολίας από την τοποθέτηση του πάνελ;
ΟΙ ΔΡΑΣΕΙΣ ΜΑΣ Βιβλιογραφική έρευνα Διεξαγωγή πειραμάτων Επίσκεψη στο τμήμα Χημείας Ανάλυση αποτελεσμάτων Συγκέντρωση συμπερασμάτων Δημιουργία παρουσίασης
Βιβλιογραφική έρευνα Βασικές έννοιες για να μπορέσουμε να αρχίσουμε την έρευνά μας: Ποιο είδος ακτινοβολίας εκτός από την ορατή, θερμαίνει περισσότερο τα σώματα; Η υπέρυθρη ακτινοβολία Τι είναι φάσμα και τι είναι χρώμα; Φάσμα: το σύνολο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Χρώμα: η αίσθηση που δίνει συγκεκριμένο είδος ακτινοβολίας στο οπτικό νεύρο
Για ποιο λόγο από ένα χρονικό σημείο και μετά δεν αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού; Ίση εκπομπή και απορρόφηση ενέργειας. Τι είναι η θερμοχωρητικότητα; Ποσότητα θερμότητας που πρέπει να απορροφήσει ένα κιλό ενός συγκεκριμένου υλικού για να αυξηθεί η θερμοκρασία κατά 1 C Τι είναι ισχύς; Ποσό της ενέργειας που καταναλώνεται στη μονάδα του χρόνου
Προσανατολισμός Νότιος προσανατολισμός λόγω της χαμηλής τροχιάς του Ήλιου
Διεξαγωγή πειραμάτων 1 ο πείραμα Πλαστικά μπουκάλια βαμμένα με μαύρο χρώμα πάνω σε ξύλινα πλακίδια Κλίσεις 40 ο και 60 ο Με ηλιακή ακτινοβολία Θερμόμετρο υδραργύρου
Θερμοκρασία (οc) Γραφική παράσταση της θερμοκρασίας του νερού σε συνάρτηση με τον χρόνο 25 20 15 10 Κλίση 40 μοίρες Κλίση 60 μοίρες 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Χρόνος (min)
2 ο πείραμα Πλαστικά μπουκάλια βαμμένα με μαύρο χρώμα πάνω σε ξύλινα πλακίδια Κλίσεις 50 ο και 60 ο Με λάμπα υπερύθρου Θερμόμετρο υδραργύρου
Θερμοκρασία (oc) Γραφική παράσταση της θερμοκρασίας του νερού σε συνάρτηση με τον χρόνο 30 25 20 15 Κλίση 50 μοίρες 10 Κλίση 60 μοίρες 5 0 0 2 4 6 8 10 Xρόνος (min)
Επίσκεψη στο τμήμα Χημείας Πείραμα με φωτόμετρο Μελέτη για: την απορρόφηση του λευκού και του υπερύθρου φωτός από «έγχρωμα» πλακίδια την διαπερατότητα της υπέρυθρης ακτινοβολίας σε αυτά
Διαγράμματα διαπερατότητας της υπέρυθρης ακτινοβολίας σε έγχρωμα πλακίδια: 30 10 25 RED ORANGE 8 BLUE YELLOW % ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ 20 15 10 5 % ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ 6 4 2 0 0-2 -5-4 200 400 600 800 1000 1200 λ (nm) 10 200 400 600 800 1000 1200 λ (nm) 8 BLUE PURPLE % ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ 6 4 2 0-2 -4 200 400 600 800 1000 1200 λ (nm)
3 ο πείραμα Πλαστικά μπουκάλια βαμμένα με μαύρο χρώμα πάνω σε ξύλινα πλακίδια Κλίσεις 45 ο, 60 ο και 70 ο Με λάμπα υπερύθρου Ψηφιακό θερμόμετρο
Θερμοκρασία (oc) Γραφική παράσταση της θερμοκρασίας του νερού σε συνάρτηση με τον χρόνο 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Κλίση 45 μοίρες Κλίση 60 μοίρες Κλίση 70 μοίρες 5 0 0 1 2 3 4 5 Χρόνος (min)
4 ο πείραμα Δοκιμαστικοί σωλήνες βαμμένοι με μαύρο χρώμα στηριγμένοι σε ορθοστάτες Κλίσεις 40 ο, 50 ο, 60 ο και 70 ο Με ηλιακή ακτινοβολία Ψηφιακό θερμόμετρο
Θερμοκρασία (oc) Γραφική παράσταση της θερμοκρασίας του νερού σε συνάρτηση με τον χρόνο 30 25 20 Κλίση 50 μοίρες 15 Κλίση 60 μοίρες Κλίση 70 μοίρες 10 Κλίση 40 μοίρες 5 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Χρόνος (min)
Προβλήματα που αντιμετωπίσαμε Δεν είχαμε αρκετή ηλιοφάνεια Χαμηλή ακρίβεια οργάνων μέτρησης
Υπολογισμός ισχύος της ακτινοβολίας Πείραμα V (όγκος) νερού= 200mL 200gr Κλίση: 70 ο t = 10min = 600s Αρχική θερμοκρασία: 13 ο C Τελική θερμοκρασία: 16 ο C c= 4180 J/kg K
Εφαρμογή τύπου για θερμότητα: Q m c Δθ Q 0,2 4180 3 Q 2508J Εφαρμογή τύπου ισχύος : P Q t P 2508 600 P 4,18J/s
Συμπεράσματα 1. Η κλίση των 70 ο είναι η πιο αποτελεσματική στην απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας 2. Η ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας εκείνη τη χρονική στιγμή ήταν 4,18 J/s
Εφαρμογές των συμπερασμάτων: Κλίση 70 ο σε : Ηλιακούς συλλέκτες Φωτοβολταϊκά
Και η έρευνα συνεχίζεται Διερεύνηση της απορρόφησης σε σχέση με: Υψόμετρο Εποχές του χρόνου Υλικά κατασκευής Υλικά θέρμανσης
Βιβλιογραφία http://el.wikipedia.org/wiki/%ce%99%cf%8 3%CF%87%CF%8D%CF%82 http://www.teidasoponias.gr/site/news/xtr a/morfologia/iliaki_aktinovolia.pdf http://el.wikipedia.org/wiki/%ce%a7%cf%8 1%CF%8E%CE%BC%CE%B1 http://www.3ds.com.gr/el/greenheating-3ds-energy
Για κάποιες από τις έννοιες που χρησιμοποιήσαμε στην αρχή της έρευνάς μας δημιουργήσαμε παρουσιάσεις οι οποίες αναρτήθηκαν στο blog μας http://mikroiereynites2.blogspot.gr/
ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ ΓΕΛ ΑΛΙΚΙΑΝΟΥ - ΜΙΚΡΟΙ ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ